علوم زيستي ورزشي – تابستان 1396 دورة9، شمارة 2، ص: 257 – 243 تاريخ دريافت : 08 / 04 / 95 تاريخ پذيرش : 28 / 01 / 96

تأثير چهار هفته تمرين هوازي بر اختلالات شناختي و عملكرد حركتي موشهاي
صحرايي نر ديابتي شده با استرپتوزوتوسين

نبي شمسائي1 – هادي عبدي 2 – شمس الدين رضايي3 – مژگان صالحي پور 4
1.استاديار، گروه تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشكدة ادبيات و علوم انساني، دانشگاهايلام، ايلام، ايران
2.استاديار، گروه تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشگاه پيام نور، تهران، ايران 3.استاديار، گروه تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشكدة ادبيات و علوم انساني، دانشگاهايلام، ايلام، ايران 4.استاديار، گروه تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشكدة ادبيات و علوم انساني، دانشگاهايلام، ايلام، ايران

چكيده
هدف از اين پژوهش، بررسي تأثير چهار هفته تمرين هوازي بر اختلالات شناختي و عملكرد حركتي موشهاي صحرايي نر ديابتي بود. به اين منظور 24 سر موش صحرايي نر بالغ نژاد ويستار (وزن 9/9±275 گرم، سن 13 هفته) خريداري و به طور تصادفي به سه گروه شم، ديابت و ديابت+تمرين تقسيم شدند. ديابت با تزريق داخل صفاقي يك دوز استرپتوزوتوسين به مقدار ml/kg 60 القا شد. ملاك ديابتي شدن، قند خون بالاي mg/dl 250 بود. يك هفته پس از القاي ديابت، رت هاي گروه ورزش، به مدت چهار هفته، پنج روز در هفته (به مدت 30- 20 دقيقه با سرعت 18-10 متر در دقيقه) روي تردميل دويدند. از آزمون حافظة احترازي غيرفعال براي بررسي ميزان اختلال در حافظه و از آزمونهاي سطح شيبدار و بارفيكس به منظور ارزيابي عملكرد حركتي استفاده شد. يافتهها نشان داد كه تمرين ورزشي بهطور معنا-داري ميزان اختلال ناشي از ديابت در حافظة كوتاه مدت در آزمون حافظة احترازي غيرفعال (0001/0=P) را كاهش و عملكرد حركتي موش هاي صحرايي ديابتي را در آزمون سطح شيبدار (017/0=P) و آزمون بارفيكس (0001/0=P) افزايش داد. به طور كلي ميتوان گفت كه چهار هفته تمرين هوازي به بهبود اختلالات شناختي و عملكرد حركتي در موشهاي صحرايي ديابتي شده با استرپتوزوتوسين منجر مي شود.

واژه هاي كليدي
اختلالات شناختي، استرپتوزوتوسين، تمرين، ديابت.

زيستيدورةتابستان

مقدمه
ديابت، مجموعهاي از اختلالات پيچيده در متابوليسم پروتئين، چربي و كربوهيدراتهاست كه بر اثر كمبود يا كاهش نسبي انسولين يا كاهش حساسيت بافتها نسبت به انسولين ايجاد ميشود (44).
علاوه بر عوارض متابوليكي، نشان داده شده است كه ديابت با ايجاد تغييرات فيزيولوژيكي و بيوشيميايي در سلولهاي عصبي، موجب اختلالات نورولوژيكي مزمني مانند نوروپاتي مي شود (38).
براساس يافتههاي تحقيقاتي اخير، ظهور حالت ديابت قندي با تغييرات ساختماني و عملكردي در سيستم عصبي از جمله كاهش سرعت هدايت پيام هاي عصبي، اختلال در روند رژنراسيون در اعصاب محيطي بدن، و تغييرات مورفولوژيك در تارهاي عصبي همراه است (17). براساس نتايج مطالعات ديابت تأثيرات نامطلوبي بر عملكردهاي شناختي مانند حافظه و يادگيري ميگذارد (9). مكانيسم بروز اين اختلالات در پي نوروپاتي ديابتي به خوبي مشخص نشده است، اما شواهدي مبني بر نقش استرس اكسيداتيو ناشي از راديكالهاي آزاد اكسيژن وجود دارد. هيپرگليسمي ناشي از ديابت از چند مسير جداگانه از جمله عدم تعادل اكسيداسيون و احيا، افزايش محصولات نهايي گليكوزيلاسيون، تغيير در فعاليت پروتئين كيناز C (38) و افزايش توليد سوپراكسيدهاي ميتوكندريايي موجب القاي استرس اكسيداتيو ميشود (32). عوامل ايجادكنندة استرس اكسيداتيو موجب عدم توازن محصولات راديكالي آزاد و مكانيسم هاي دفاعي آنتي اكسيدان مي شوند و آسيب هاي بافتي بالقوهاي را در بافتهاي مختلف ايجاد ميكنند (30). به علاوه، مشخص شده است كه ديابت موجب كاهش بارز تراكم نوروني در ناحية هيپوكامپ كه نقش مهمي در روندهاي حافظه و يادگيري فضايي دارد، ميشود (25). علاوه بر اختلالات شناختي، نوروپاتي ديابتي موجب كاهش قدرت عضلاني مي شود (3). عدم كنترل قند خون و هيپوانسولينمي در ديابت سبب تضعيف چشمگيري در پاسخ حركتي اندام حركتي جلويي در منطقة حركتي كورتكس مغزي موش صحرايي ديابتي ميشود (16).
فعاليت ورزشي يكي از بهترين راههاي غيردارويي براي پيشگيري و درمان ديابت است. مشخص شده است كه فعاليت ورزشي با كاهش التهاب مزمن، تجمع بافت چربي، اشتها و كاهش مقاومت به انسولين به بهبود عملكرد مغز كمك ميكند (6). فعاليت ورزشي در موشهاي ديابتي سطح قند خون را كاهش ميدهد و موجب تكثير سلولي و افزايش شكلپذيري سيناپسي نورونهاي ناحية هيپوكامپ مغز مي شود (23). مطالعات انجام گرفته نشان دادهاند كه ورزش، مقاومت انسولين را بهبود ميبخشد، همچنين حساسيت انسولين را افزايش (22) و استرس اكسيداتيو را كاهش ميدهد (11). فعاليت بدني
موشهاينر

همچنين موجب افزايش برونده قلبي، حفظ هموستاز گلوكز، افزايش حساسيت به انسولين، افزايش جريان خون پوستي، افزايش نسبت گلوكز به انسولين و افزايش تعداد انتقال دهنده هاي گلوكز در غشاي ساركولماي موشهاي ديابتي ميشود (15).
شواهد نشان مي دهد كه فعاليت ورزشي جنبههاي گوناگوني از فعاليت سلولهاي عصبي را تحت تأثير قرار ميدهد و ممكن است از مرگ سلول هاي عصبي جلوگيري كند (18). همچنين نشان داده شده است كه فعاليت ورزشي موجب بهبود عملكرد شناختي، حافظه و يادگيري، و همچنين كاهش اختلالات شناختي ناشي از آسيبهاي ايسكميك مغزي ميشود (27). مطالعات گذشته همچنين تأثيرات مفيد فعاليت ورزشي بر آسيبهاي مغزي ناشي از نورپاتي ديابتي را در مدل حيواني نشان داده- اند (2). براساس نتايج مطالعات تمرينات ورزشي با ايجاد وضعيت محافظت نوروني درون زا و از طريق كاهش ريسكفاكتورها موجب زنده ماندن نورونها و حفاظت از آنها در برابر نوروپاتي ديابتي و در نهايت كاهش اختلالات شناختي و حركتي ناشي از ديابت خواهد شد (7).
تاكنون تحقيقات زيادي در زمينة تأثيرات محافظتي ناشي از ورزش در برابر نوروپاتي ديابتي صورت گرفته، اما در مورد آثار فعاليت ورزشي بر تغييرات رفتاري ناشي از ديابت، از جمله اختلالات شناختي و حركتي اطلاعات محدودي در دسترس است. در مطالعة حاضر، تأثير چهار هفته تمرين هوازي بر اختلالات شناختي و عملكرد حركتي موشهاي صحرايي نر ديابتيشده با استرپتوزوتوسين بررسي شده است.

روش شناسي
حيوانات و گروه هاي تجربي
تعداد 24 سر موش صحرايي نر بالغ نژاد ويستار ( ميانگين وزني 9/9±275 گرم و ميانگين سني 13 هفته) خريداري و در قفس هاي استاندارد و محيط كنترل شده (دماي c°24-22، رطوبت 50-45٪، و چرخة 12 ساعت روشنايي – تاريكي)، با دسترسي آزاد به آب و غذا نگهداري شدند. رتها به طور تصادفي به سه گروه تقسيم شدند: گروه شم، گروه ديابت و گروه ديابت + تمرين (8 سر موش در هر گروه). در گروه ديابت، حيوانات با تزريق استرپتوزوتوسين (STZ) ديابتي شدند. در گروه ديابت + تمرين، حيوانات بعد از القاي ديابت، به مدت چهار هفته روي تردميل دويدند. به حيوانات گروه شم ( كه به عنوان شاهد در نظر گرفته شدند) به جاي STZ، نرمال سالين تزريق شد.
زيستيدورةتابستان

روش القاي ديابت
بهمنظور القاي ديابت نوع اول، موشهاي صحرايي پس از بيهوش ي با كتامين/ زايلازين (40 ميلي-گرم / كيلوگرم، به صورت IP)، با تزريق داخلصفاقي يك دوز STZ به مقدار ml/kg 60 ديابتي شدند.
براي تزريق، STZ در سرم فيزيولوژي حل شد. براساس اين روش 48 ساعت پس از تزريق، ديابت در رتها ايجاد ميشود. ملاك ديابتي شدن حيوان، قند خون ناشتاي بالاي mg/dl 250 در نظر گرفته شد.
براي اندازهگيري قند خون، 72 ساعت پس از تزريق STZ، نمونة خون ناشتاي حيوانات از سياهرگ دمي گرفته شد و غلظت گلوكز سرم به كمك دستگاه كلوگوكارد صفر و يك اندازهگيري شد (33) (ميانگين قند خون رتهاي ديابتي mg/dl 3/21± 38/348 بود).
پروتكل تمريني
يك هفته پس از القاي ديابت، رتها در گروه مداخلة ورزشي به مدت چهار هفته و پنج روز در هفته بر روي تردميل (تردميل 4 كاناله، ساخت شركت IITC آمريكا) تمرين هوازي انجام دادند. پيش از تمرينات اصلي و بهمنظور آشناسازي، رتها به مدت 15-10 دقيقه با سرعت 7 -5 متر در دقيقه با شيب صفر درجه به مدت دو روز متوالي روي تردميل دويدند. دو روز پس از تمرينات آشناسازي، تمرينات اصلي آغاز شد و رتها به مدت چهار هفته به اجراي فعاليت روي تردميل پرداختند. پروتكل تمرين در هفتة اول با سرعت 10 متر در دقيقه به مدت 20 دقيقه در شيب صفر درجه اجرا شد. در هفتههاي بعد، سرعت و مدت زمان دويدن روي تردميل به تدريج افزايش يافت، به طوري كه حيوانات در هفتة دوم با سرعت 15 متر در دقيقه به مدت 20 دقيقه، در هفتة سوم با سرعت 18 متر در دقيقه به مدت 25 دقيقه و در هفتة آخر با سرعت 18 متر در دقيقه به مدت 30 دقيقه روي تردميل دويدند (40، 24).
ارزيابي حافظة احترازي غيرفعال
72 ساعت پس از آخرين جلسة تمريني، حافظة احترازي غيرفعال با استفاده از دستگاه شاتل باكس
(شركت برج صنعت، ايران) به مدت دو روز ارزيابي شد. دستگاه شاتل باكس براساس تمايل طبيعي موشها براي محيط هاي تاريك و بر مبناي تنبيه (وارد كردن شوك الكتريكي) طراحي شده است. اين تست طي سه مرحله انجام ميگيرد:
مرحلة سازگاري: در روز اول و بهمنظور آشناسازي حيوان با دستگاه؛
مرحلة آموزش: در روز اول و بعد از مرحلة سازگاري. مدت زماني كه موش از اتاقك روشن به اتاقك تاريك ميرود (تأخير اوليه در ورود به اتاقك تاريك)، ثبت خواهد شد (تأخير بيشتر به معناي اختلال
موشهاينر

رفتاري بيشتر است). پس از ورود به اتاقك تاريك، يك شوك الكتريكي به كف پاي حيوان اعمال مي شود.
مرحلة به يادآوري: در روز دوم و 24 ساعت پس از مرحلة آموزش. طي اين مرحله مدت زمان تأخير در ورود به اتاقك تاريك (تأخير كمتر به معناي اختلال بيشتر در ذخيره سازي و بهيادآوري اطلاعات كسب شده است) و مدت زمان سپري شده در اتاقك تاريك (مدت زمان بيشتر به معناي اختلال رفتاري بيشتر است) ثبت خواهد شد.
ارزيابي ميزان فعاليت حركتي
به منظور ارزيابي ميزان فعاليت حركتي از آزمون سطح شيبدار استفاده شد. ابزار مورد استفاده براي انجام اين آزمون يك صفحه با اندازة 40 در 60 سانتيمتر بود؛ در يك سمت طول اين صفحه نقالهاي قرار داشت كه براي اندازهگيري زاوية صفحه با سطح افقي (زمين) استفاده شد. اين صفحه روي يك پاية بالاتر از سطح زمين قرار گرفت و سطح صفحه با پوشش لاستيكي پوشانده شد. در اين آزمون، ابتدا سطح شيبدار موازي با سطح زمين (شيب صفر درجه) قرار داده شد. پس از قرار دادن حيوان روي صفحه، هر 5 ثانيه يك بار شيب صفحه به مقدار 5 درجه افزايش يافت. آخرين درجهاي كه حيوان مي توانست خود را در برابر افتادن نگه دارد، به عنوان بيشينة فعاليت حركتي ثبت شد (37).
ارزيابي ميزان فعاليت حركتي دستها
به منظور آزمون سنجش ميزان فعاليت حركتي دستها، از آزمون بارفيكس استفاده شد. براي انجام آزمون بارفيكس از ميلة فلزي محكم به طول 45 سانتيمتر و با قطري حدود 5/0 سانتي متر استفاده شد، به طوري كه در حالت عادي موش توانايي گرفتن ميله را داشت. اين ميله از دو طرف به وسيلة گيره به پايهها متصل شد. ارتفاع ميله از سطح 45 سانتيمتر بود. در اين آزمون موش از طريق پنجة پاهاي جلو از ميلة بارفيكس آويزان شد و مدت زمانيكه حيوان با دو دست و بدون استفاده از پا يا دم، خود را آويزان نگه ميداشت و در برابر افتادن مقاومت ميكرد، به عنوان ميزان فعاليت حركتي دستها در نظر گرفته شد (46).
تجزيه وتحليل آماري
نتايج به دست آمده براساس ميانگين و انحراف استاندارد گزارش شدند. به منظور بررسي نرمال بودن
توزيع داده ها از آزمون كولموگروف اسميرنوف استفاده شد. براي مقايسة تفاوت بين گروهها از آزمون
زيستيدورةتابستان

واريانس يكطرفه (ANOVA) و آزمون تعقيبي شفه استفاده شد. سطح معنا داري 05/0 ≤P تعيين شد.
همة دادهها با استفاده از نرم افزار SPSS (نسخة 16) تجزيه وتحليل شد.

يافتهها
مدت زمان تأخير اوليه در ورود به اتاقك تاريك در مرحلة آموزش
تجزيه وتحليل دادههاي حاصل از آزمون حافظة احترازي غيرفعال نشان داد كه در مرحلة آموزش، در هر سه گروه ميانگين زمان تأخير اوليه در ورود به اتاقك تاريك كمتر از 17 ثانيه بود، همچنين تفاوت معنا داري بين گروهها مشاهده نشد.
مدت زمان تأخير در ورود به اتاقك تاريك در مرحلة به يادآوري
در مرحلة به يادآوري، تفاوت معناداري در مدت زمان تأخير در ورود به اتاقك تاريك بين گروهها مشاهده شد. گروه شم بالاترين مدت زمان تأخير در ورود به اتاقك تاريك را نشان داد. همچنين، كاهش چشمگيري در مدت زمان تأخير در ورود به اتاقك تاريك در گروه ديابت (31/9±12/57 ثانيه) در مقايسه با گروه شم (74/9±88/144 ثانيه) مشاهده شد (0001/0=P). مدت زمان تأخير در گروه ورزش (51/23±5/105 ثانيه) در مقايسه با گروه ديابت، بهطور شايان توجهي افزايش داشته است
(0001/0=P، نمودار 1).



قیمت: تومان


پاسخ دهید